Als éischt ass de MOSFET Typ a Struktur,MOSFETass e FET (en aneren ass JFET), kann an erweiderten oder Ausarmungstyp, P-Kanal oder N-Kanal insgesamt véier Aarte fabrizéiert ginn, awer déi tatsächlech Uwendung vun nëmmen verstäerkte N-Kanal MOSFETs a verstäerkte P-Kanal MOSFETs, also normalerweis als NMOS oder PMOS bezeechent bezitt sech op dës zwou Aarte. Fir dës zwou Aarte vu verstäerkte MOSFETs, déi méi heefeg benotzt ass NMOS, de Grond ass datt d'On-Resistenz kleng ass an einfach ze fabrizéieren. Dofir gëtt NMOS allgemeng benotzt fir Stroumversuergung a Motordrive Uwendungen ze wiesselen.
An der folgender Aféierung sinn déi meescht Fäll vun NMOS dominéiert. parasitesch Kapazitéit existéiert tëscht den dräi Pins vum MOSFET, eng Feature déi net gebraucht gëtt, awer entsteet wéinst Fabrikatiounsprozessbeschränkungen. D'Präsenz vu parasitärer Kapazitéit mécht et e bësse komplizéiert fir e Chaufferkrees ze designen oder ze wielen. Et gëtt eng parasitär Diode tëscht dem Drain an der Quell. Dëst gëtt Kierperdiode genannt an ass wichteg fir induktiv Lasten wéi Motoren ze féieren. Iwwregens ass d'Kierperdiode nëmmen an eenzel MOSFETs präsent an ass normalerweis net an engem IC Chip präsent.
MOSFETSchalterröhreverloscht, egal ob et NMOS oder PMOS ass, nodeems d'Leedung vun der On-Resistenz existéiert, sou datt de Stroum Energie an dëser Resistenz verbraucht, gëtt dësen Deel vun der verbrauchter Energie Konduktiounsverloscht genannt. Selektioun vu MOSFETs mat nidderegen On-Resistenz wäert den On-Resistenzverloscht reduzéieren. Hautdesdaags ass d'On-Resistenz vu Low-Power MOSFETs allgemeng ongeféier zéng Milliohms, an e puer Milliohms sinn och verfügbar.MOSFETs däerfen net an engem Moment ofgeschloss ginn wann se un an aus sinn.Et ass e Prozess fir d'Spannung ze reduzéieren déi zwee Enden vun der MOSFET, an et gëtt e Prozess vun der Erhéijung vun de Stroum duerch et.Während dëser Zäit ass de Verloscht vun MOSFETs d'Produkt vun der Spannung an de Stroum, wat de Schaltverloscht genannt gëtt. Normalerweis ass de Schaltverloscht vill méi grouss wéi de Leitungsverloscht, a wat méi séier d'Schaltfrequenz ass, dest méi grouss ass de Verloscht. D'Produkt vu Spannung a Stroum am Moment vun der Leedung ass ganz grouss, wat zu grousse Verloschter resultéiert. Ofkierzung vun der Schaltzäit reduzéiert de Verloscht bei all Leedung; d'Reduktioun vun der Schaltfrequenz reduzéiert d'Zuel vun de Schalter pro Unitéit Zäit. Béid vun dësen Approche reduzéieren d'Schaltverloschter.
Am Verglach mat bipolare Transistoren gëtt et allgemeng ugeholl datt kee Stroum erfuerderlech ass fir eMOSFETBehuelen, soulaang d'GS Spannung iwwer e bestëmmte Wäert ass. Dëst ass einfach ze maachen, awer mir brauchen och Geschwindegkeet. Wéi Dir an der Struktur vum MOSFET gesitt, gëtt et eng parasitär Kapazitéit tëscht GS, GD, an de Fuere vum MOSFET ass effektiv d'Laden an d'Entladung vun der Kapazitéit. D'Opluedung vum Kondensator erfuerdert e Stroum, well d'Laden vum Kondensator direkt als Kuerzschluss gesi kënne ginn, sou datt den momentanen Stroum méi héich ass. Déi éischt Saach ze notéieren wann Dir e MOSFET Chauffer auswielt / designt ass d'Gréisst vum instantane Kuerzschlussstroum dee ka geliwwert ginn.
Déi zweet Saach ze notéieren ass datt, allgemeng am High-End Drive NMOS benotzt, d'On-Time Gate Spannung muss méi grouss sinn wéi d'Quellspannung. Héich-Enn fueren MOSFET op der Quell Volt an Drain Volt (VCC) déi selwecht, also dann de Gate Volt wéi de VCC 4V oder 10V. wann am selwechte System, fir eng méi grouss Spannung wéi de VCC ze kréien, musse mir am Boost Circuit spezialiséiert sinn. Vill Motor Chauffeuren hunn integréiert Ladepompelen, et ass wichteg ze notéieren, datt Dir déi entspriechend extern capacitance wielen soll genuch Kuerzschluss aktuell ze kréien MOSFET. 4V oder 10V ass déi allgemeng benotzt MOSFET op Spannung, den Design natierlech musst Dir e gewësse Spillraum hunn. Wat méi héich d'Spannung ass, wat méi séier d'On-State Geschwindegkeet an de méi nidderegen d'On-State Resistenz. Elo ginn et och méi kleng On-State Volt MOSFETs, déi a verschiddene Felder benotzt ginn, awer am 12V Automobilelektronik System ass allgemeng 4V On-State genuch. brauchen fir elektronesch schalt Kreesleef, wéi schalt Muecht Fourniture an Motor fueren, awer och Beliichtung dimming. Dirigent heescht als Schalter handelen, wat gläichwäerteg ass mat engem Schalterschloss.NMOS-Charakteristiken, Vgs méi wéi e bestëmmte Wäert wäert féieren, gëeegent fir ze benotzen am Fall wann d'Quell gegrënnt ass (niddereg-Enn-Drive), soulaang d'Paart Spannung vun 4V oder 10V.PMOS Charakteristiken, Vgs manner wéi e bestëmmte Wäert wäert Dirigent, gëeegent fir benotzen am Fall wann der Quell un der VCC verbonne ass (Héich-Enn fueren). Wéi och ëmmer, och wann PMOS einfach als High-End-Treiber benotzt ka ginn, gëtt NMOS normalerweis an High-End-Treiber benotzt wéinst der grousser On-Resistenz, héije Präis, a wéinegen Ersatztypen.
Elo de MOSFET fuert niddereg-Volt Uwendungen, wann d'Benotzung vun 5V Energieversuergung, dës Kéier wann Dir déi traditionell Totempol Struktur benotzt, wéinst der Transistor ginn iwwer 0.7V Spannungsfall, doraus an der aktueller Finale dobäi op de Paart op der Spannung ass nëmmen 4,3 V. Zu dëser Zäit wielen mir d'Nominal Gatespannung vun 4,5V vum MOSFET op d'Existenz vu bestëmmte Risiken. Déi selwecht Problem geschitt am Gebrauch vun 3V oder aner niddereg-Volt Energieversuergung Occasiounen. Dual Volt gëtt an e puer Kontrollkreesser benotzt, wou d'Logik Sektioun eng typesch 5V oder 3.3V digital Spannung benotzt an d'Kraaft Sektioun 12V oder nach méi héich benotzt. Déi zwee Spannungen si mat engem gemeinsame Buedem ugeschloss. Dëst stellt eng Noutwendegkeete fir e Circuit ze benotzen, deen d'niddereg Volt Säit erlaabt de MOSFET op der Héichspannungssäit effektiv ze kontrolléieren, während de MOSFET op der Héichspannungssäit déi selwecht Problemer ernimmt an 1 an 2. An allen dräi Fäll, Totempol Struktur kann net der Wasserstoff Ufuerderunge treffen, a vill ugefaangen-der-Regal MOSFET Chauffer ICs schéngen net eng Gate Volt limitéieren Struktur ze enthalen. D'Input Volt ass net e fixe Wäert, et variéiert mat Zäit oder aner Faktoren. Dës Variatioun verursaacht datt d'Antriebsspannung, déi dem MOSFET vum PWM Circuit geliwwert gëtt, onbestänneg ass. Fir de MOSFET sécher vu héije Gatespannungen ze maachen, hu vill MOSFETs agebaute Spannungsregulatorer fir d'Amplitude vun der Gatespannung kräfteg ze limitéieren.
An dësem Fall, wann d'Driftspannung zur Verfügung gestallt gëtt d'Spannung vum Reguléierer iwwerschreift, wäert et e grousse statesche Stroumverbrauch verursaachen. Zur selwechter Zäit, wann Dir einfach de Prinzip vum Widderstandspannungsdeeler benotzt fir d'Gatespannung ze reduzéieren, gëtt et e relativ relativ héich Input Spannung, funktionnéiert de MOSFET gutt, während d'Input Spannung reduzéiert gëtt wann d'Gatespannung net genuch ass fir net genuch komplett Leedung ze verursaachen, sou datt de Stroumverbrauch eropgeet.
Relativ gemeinsam Circuit hei nëmmen fir den NMOS Chauffer Circuit eng einfach Analyse maachen: Vl an Vh sinn der niddereg-Enn an héich-Enn Energieversuergung, respektiv, déi zwee voltages kann déi selwecht ginn, mee Vl soll net Vh däerfte. Q1 an Q2 bilden en ëmgedréint Totempol, benotzt fir d'Isolatioun z'erreechen, a gläichzäiteg fir sécherzestellen datt déi zwee Chaufferröhren Q3 a Q4 net zur selwechter Zäit sinn. R2 a R3 liwweren d'PWM Spannungsreferenz, an andeems Dir dës Referenz ännert, kënnt Dir de Circuit gutt maachen, an d'Paartspannung ass net genuch fir eng grëndlech Leedung ze verursaachen, sou datt de Stroumverbrauch erhéicht gëtt. R2 an R3 liwweren d'PWM Spannungsreferenz, andeems Dir dës Referenz ännert, kënnt Dir de Circuit an der PWM Signalwelleform schaffen loossen ass relativ steil a riicht Positioun. Q3 a Q4 gi benotzt fir den Drive Stroum ze liwweren, wéinst der On-Time, Q3 a Q4 relativ zum Vh an GND sinn nëmmen e Minimum vun engem Vce Spannungsfall, dëse Spannungsfall ass normalerweis nëmmen 0,3V oder sou, vill méi niddereg wéi 0.7V Vce R5 a R6 sinn Feedback Resistors fir d'Gate Spannung Sampling, no Prouf vun der Spannung, gëtt d'Spannung vum Gate als Feedback Resistor zu der Gate Spannung benotzt, an d'Spannung vun der Probe gëtt un d'Gate Volt benotzt. R5 a R6 si Feedback Resistors, déi benotzt gi fir d'Gatespannung ze probéieren, déi dann duerch Q5 weidergeleet gëtt fir e staarken negativen Feedback op de Base vu Q1 a Q2 ze kreéieren, sou datt d'Paartspannung op e endleche Wäert limitéiert ass. Dëse Wäert kann duerch R5 an R6 ugepasst ginn. Schlussendlech liwwert R1 d'Begrenzung vum Basisstroum op Q3 a Q4, an R4 bitt d'Begrenzung vum Gatestroum un d'MOSFETs, wat d'Limitatioun vum Ice vum Q3Q4 ass. En Beschleunegungskondensator kann parallel iwwer R4 verbonne sinn wann néideg.
Wann Dir portable Geräter a drahtlose Produkter designt, d'Produktleistung verbesseren an d'Batteriebetribszäit verlängeren sinn zwee Themen, déi Designer musse konfrontéieren. Apparater.
DC-DC Konverter hunn d'Virdeeler vun héijer Effizienz, héijer Ausgangsstroum a gerénger Rousstroum, déi ganz gëeegent sinn fir portable Geräter z'ënnerstëtzen. Am Moment sinn d'Haapttrends an der Entwécklung vun der DC-DC Konverter Design Technologie: Héichfrequenz Technologie: mat der Erhéijung vun der Schaltfrequenz gëtt d'Gréisst vum Schaltkonverter och reduzéiert, d'Kraaftdicht ass wesentlech erhéicht, an déi dynamesch Äntwert gouf verbessert. Kleng
Power DC-DC Konverter Schaltfrequenz wäert op de Megahertz Niveau eropgoen. Niddereg Ausgangsspannungstechnologie: Mat der kontinuéierlecher Entwécklung vun der Halbleiter Fabrikatiounstechnologie, Mikroprozessoren a portable elektronesch Ausrüstungsbetribsspannung gëtt ëmmer méi niddereg, wat erfuerdert zukünfteg DC-DC Konverter kann niddereg Ausgangsspannung ubidden fir un de Mikroprozessor a portable elektronesch Ausrüstung unzepassen, wat erfuerdert zukünfteg DC-DC Konverter kann niddereg Ausgangsspannung ubidden fir un de Mikroprozessor unzepassen.
Genuch fir niddereg Ausgangsspannung ze bidden fir un Mikroprozessoren a portable elektronesch Ausrüstung unzepassen. Dës technologesch Entwécklungen stellen méi héich Ufuerderunge fir den Design vu Stroumversuergungschipkreesser vir. Als éischt, mat der Erhéijung vun der Schaltfrequenz, gëtt d'Leeschtung vun de Schaltkomponenten virgestallt
Héich Viraussetzunge fir d'Leeschtung vun der schalt Element, a muss déi entspriechend schalt Element fueren Circuit ze suergen, datt d'Schaltelement am schalt Frequenz bis zu der megahertz Niveau vun normal Operatioun ze garantéieren. Zweetens, fir Batterie-ugedriwwen portable elektronesch Apparater, ass d'Betribsspannung vum Circuit niddereg (am Fall vu Lithium Batterien, zum Beispill).
Lithium Batterien, zum Beispill, d'Betribsspannung vun 2,5 ~ 3,6V), also de Stroumversuergung Chip fir déi ënnescht Spannung.
MOSFET huet eng ganz niddereg op-Resistenz, niddereg Energieverbrauch, an der aktueller populär héich-Effizienz DC-DC Chip méi MOSFET als Muecht schalt. Wéi och ëmmer, wéinst der grousser parasitärer Kapazitéit vu MOSFETs. Dëst stellt méi héich Ufuerderungen un den Design vu Schalterröhrdreiwerkreesser fir den Design vun héijer Betribsfrequenz DC-DC Konverter. Et gi verschidde CMOS, BiCMOS Logik Kreesleef mat Bootstrap Boost Struktur a Chauffeur Kreesleef wéi grouss capacitive Lasten am niddereg Volt ULSI Design. Dës Circuiten si fäeg richteg ze schaffen ënner Bedéngungen vu manner wéi 1V Spannungsversuergung, a kënnen ënner de Bedéngungen vun der Belaaschtungskapazitéit 1 ~ 2pF Frequenz schaffen, Zénger vu Megabits oder souguer Honnerte vu Megahertz erreechen. An dësem Pabeier gëtt de Bootstrap Boost Circuit benotzt fir eng grouss Laaschtkapazitanz Drive Kapazitéit ze designen, gëeegent fir Low-Volt, High Switching Frequenz Boost DC-DC Converter Drive Circuit. Low-End Volt a PWM fir High-End MOSFETs ze fueren. kleng Amplituden PWM Signal fir héich Gate Spannung Ufuerderunge vun MOSFETs ze fueren.
Post Zäit: Apr-12-2024
